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      污水泵站自動化系統控制及結構中的問題分析

      發布時間:2021/1/20 15:30:01 閱讀次數: 來源:清華大學水利水電工程系
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      我國大多數污水處理廠中的污水泵站自動化系統主要采用可編程邏輯控制器(PLC)為基礎的分布式計算機監控系統,PLC的配置靈活,具有較強的安全性、可靠性和適應性。但目前運用自動化系統的泵站也存在一些問題,例如整體系統不完善,功能設計不合理、缺乏設備維保措施等,再加上技術人員的缺乏,使實際操作中無法發揮其功能性。



      1、污水泵站自動化系統控制及結構中的問題

      1.1 液位不穩定

      一些城市使用的污水泵站是由液位儀控制泵而啟動的,當污水進入泵站時水位是不穩定的,在不穩定水位的影響下泵啟動會連續啟動、連續暫?;蜻B續啟停。這種情況會影響污水泵站運行的穩定,減短泵站的使用壽命。


      1.2 備用泵的利用率不高

      污水泵站自動化系統使用下,每個泵站均配備有備用水泵,備用水泵的作用主要是在水泵發生故障需要修檢或保養時,能夠保證水泵正常運行,不影響污水處理的各個環節。如果長時間不利用備用水泵,在集水井中備用水泵可能會導致操作系統電機的絕緣電阻下降,長時間會減少污水水泵的使用壽命。


      1.3 集水泵水位增長不穩定

      降水量隨著季節的變化而變化,不同季節的降水量存在明顯的差異,污水泵站泵坑中的水位受水位變化的影響,例如在雨季集水泵水位增長過快,易造成水泵每次啟動時間的間隔較短,在短時間內啟動造成的瞬間電流過大,極易造成配電柜跳閘故障。


      1.4 人工控制造成的問題

      目前一些污水泵站在閥門的開關上還是采用傳統的人工控制的方法,由于人工的疏忽或其他因素的影響,在閥門控制中會由于個人疏忽造成控制不及時,導致泵坑集水過多、水位上升過高的問題,嚴重時會淹沒泵室,影響泵站的正常運行。


      1.5 自動化控制系統不完善

      一部分污水泵站缺乏完善的控制系統線路,無法充分保護系統主要設置,影響自動化控制系統功能的發揮。系統設備的維保工作不到位,造成系統網格結構陳舊,易造成泵站與中央控制室之間重要數據的丟失,影響自動化控制數據的完整性和準確性。除此以外,系統對泵站具體運行情況缺乏動態化的監控和管理,不利于信息的完整性。


      2、污水泵站自動化系統控制解決方案

      為解決我國污水泵站自動化系統運行現狀及問題,本文提出基于智能控制器的污水泵站自動化系統,其主要功能包括泵站電氣量采集、水位采集、報警、一鍵開機、自動開機、遠程控制等?;谥悄芸刂破鞯谋谜咀詣踊到y的常規操作按鈕與一般控制系統操作一致,有利于快速實現操作人員的智能化操作。


      2.1 液位儀與水泵的優化

      設置新的停止液位儀,將停止液位儀安裝在原有液位儀的下方,減少開始進水時較大的水流沖擊對水泵啟動造成的影響,緩解水泵啟動頻繁的故障,從而提高水泵的使用時間。傳統污水泵站主要采用水池內的液位控制水泵的開關,因此水泵液位儀的位置不宜設置在水流較快的位置和檢修困難的位置,這樣有利于減輕水流過快造成的水泵啟動故障,也方便液位儀的維修與保養。合理設置水泵啟動和停止的水位,避免因水泵啟動和停止頻繁造成的設備故障,提高設備的使用壽命。污水泵站只有雨季水量過大時才會同時運行所有水泵,其他時間各個水泵的運行時間要均衡合理,保證各個水泵交替運行,提高各個水泵的使用率和使用壽命。


      2.2 中央控制系統

      污水泵站自動化系統的控制器設置在常規電氣柜之內,二者是一體的,省去了另外設置單獨控制柜的步驟,有效地節省空間和接線。系統的核心就是控制器,泵站智能系統主要由進線柜、泵控制柜、無功補償柜、站用配電柜、安全預防系統等構成。其中,進線啟動柜的功能主要包括接入總進線電源、進線繼電的保護、泵站智能控制、信息數據的采集與交流、運行狀態、參數提醒等;泵站控制柜在整個系統中的功能包括自動完成啟動和停止、電動機的繼電保護、運行狀態及參數提醒等;泵站的配電由站用配電柜完成;安全預防系統能夠保障系統的安全性,發揮出警告信號的作用。要加強對系統軟件的更新和完善,并對系統硬件設備定期維修和版樣,保證污水泵站自動化的順利運行。


      2.3 電氣設備與線路的改造

      在電氣設備的改造方面,重點在系統控制箱內增加格柵過電流、過力矩保護和報警的功能,保證格柵出現故障后并不會對水泵運行造成巨大影響,除此以外,還要加強對格柵的獨立控制。泵控電機易出現電流過大故障,可在其主回路中增設線路的電流檢測儀器,保證過流的順利運行。在低壓運行線柜中設置智能電力檢測裝置,運用串聯連接至系統服務器網絡之中,監測泵站低壓側的主要電量。在泵站控制系統的控制回路方面,重點進行線路的維修和改造,逐一排查主回路、控制回路、信號回路等走線的設置,降低因線間電磁干擾造成的線路傳輸問題。要增加整個設備的集中控制能力,重點改造沒有集控功能的設備等。


      2.4 自動化監控系統

      污水泵站自動化系統運用先進的泵站專家控制系統技術,該技術能夠根據環境、泵機組設備運行變化等數據信息,不斷完善和優化泵組設備的組合,通過增加設備的使用率實現節能降耗的作用,提高泵站運行的經濟效益。泵站自動化控制系統還運用泵站安全預防技術,該技術能夠智能識別和檢測安全故障;該技術能夠在開機前自動檢測管理區域是否安全,若出現非安全故障或情況,系統會自動關閉泵組并發出警告信號,保障工作人員的安全;在無人值班期間利用自動檢測功能保障區域的安全性,防止財產、設備等丟失、破壞現象。泵站智能系統還運用先進的泵站熱點數據無線定制點播與推送技術,系統管理和操作人員可以利用網絡實時了解各類熱點信息,實現了泵站的智能化、網絡化管理;系統利用先進的云計算技術,有效地提高了智能化管理水平和系統操作工作效率,節約管理成本。泵站自動化系統的操作與常規操作基本無差別,其按鈕設置一致,促進操作人員盡快熟練智能操作,避免因個人因素造成的系統運行故障。


      結 語

      總之,現代化污水泵站廣泛應用于城市污水處理中,與生產生活息息相關。污水泵站自動化系統的完善有利于污水泵站運行的安全性和穩定性,并且能夠實現泵站管理的現代化。隨著自動化技術的發展和完善,泵站自動化控制系統能夠將控制、運行、管理集中于一體,實現泵站控制的自動化和智能化,因此要加強研究和完善污水泵站自動化系統控制及結構中的問題,運用先進的智能控制技術實現污水泵站運行管理的自動化操作,保障泵站系統設備的安全和穩定。

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